М у н д а р и ж а I боб. Металларнинг кристалл тузилиши ва кристалланиш поцесси

АК котишмаларининг химиявий таркиби
(ГОСТ 4784-49)

Алюминийнинг қуйиш учун ишлатиладиган қотишмалари. Алюминийнинг қуйиш учун ишлатиладиган қотишмалари ичида энг кўп тарқалгани Al—Si системасидаги қотишмалар , яъни силуминлардир. қуйиш учун ишлатиладган қотишмалар сифатида алюминийнинг мис билан, магний билан ва рух билан хосил қилган қотишмаларидан хам фойдаланилади. Аммо Al—Си, Al—Mg, Al—Zn ва бошқа системаларга кирувчи иэвтектик концентрацияли кўпчилик қотишмаларнинг механик хоссалари жуда паст бўлади, шунинг учун уларнинг ишлатилиши хақида гaп хам

7 6 - ж а д в а л

АК қотишмаларининг механик хоссалари (АМТУ 241-49)

бўлиши мумкин эмас. А1—Si. системаси бундан мустасно. Бу системанинг эвтектик қотишмаси таркибида кремний миқдори нисбатан кам (11,7%) бўлиб (280-расмга қаранг), механик хоссалари етарли даражада юқоридир. Силуминнинг кенг кудамда ишлатилишига сабаб хам ана шу.

Алюминийнинг юқорида тилга олинган қотишмалари шаклдор (фасон) қуйма лар олиш учун ишлатилади, шу сабабли бу қотишмалар суюқ холатда яхши оқувчан, кам киришадиган, модификацияланганда ва термик ишланганда пухталиги ошадиган, кесувчи асбоблар билан ияхши ишланадиган бўлиши керак. Шуни хам айтиб ўтиш керакки, қуйиш тёхникасининг хозирги тарақиёти жуда мураккаб шаклли, катта ва жуда аниқ ўлчамли , кўпинча, кесиб ишлаш учун қуйим қолдирмаса хам бўладиган қуймалар олишга имкон беради. Прецизион қуйиш, доимий қолипларга қуйиш, босим остида қуйиш йули билан олинадигая қуймалар ана шундай қуймалардир.
Алюминий қотишмаларидан босим остида қўйилган деталларнинг зичлиги деформацияланган қотишманинг зичлигига яқинлашиб боради. Алюминий қотишмаларидан қўйилган деталлар термик ишланганда (тобланиб, сўнгра эскиртирилганда) уларнинг механик хоссалари анча яхшиланади. Масалан, алюминийнинг қуйиш учун ишлатиладиган қотишмалари термик ишланиб, сўнгра сунъий равишда эскиртирилса, уларнинг мустахкамлик чегараси ва нисбий ўз айиши икки баравар ортади. Куйма қотишмаларни тоблаш учун қиздириш температураси деформацияланган қотишмаларникига қараганда бир оз юқори булади бундан ташқари, қуйма қотишмаларни тоблаш температурасида ортикроқ тутиб туришга турри келади, чунки алюминийнинг қуйиш учун иш прецизион сўзи французча precision сўзидан олинган бўлиб, унинг таржимаси аниқ демакдир. Бу ерда юқори аниқликда қўйиш маъносида этиладиган қотишмаларининг, кўпинча, доналар чегарасида жойлашган дагал интерметалл бирикмадарини алюминийда эритиш ва улар иконцентрацияеини донанинг бутун хажмида бир текис қилиш зарур бунга эса қуйма қотишмани юқорироқ температурагача қиздириш ва шу температурада ортиқроқ вақт тутиб туриш йўли билангина эришиш мумкин.
Алюминийнинг қуйма қотишмалари тоблангандан кейин табиий равишда қарийб эскирмайди. Қотишма 150—180°С температурада 10—20 соат ёки юқори роқ температурада 10—20 соатдан камроқ вақт ичида сунъий равишда эскиртирилса, уницг пухталиги энг юқори бўлиб қолади. Алюминийнинг қуйма қотишмалар деформацияланган қотишмалари каби, СиА1₂, MgSi, CuMgAl₂, Al₃Mg₂ ва бошқа бирикмаларнинг алюминийда эриши ва қотишма тобланганда ўта туйинган қаттиқ эритма хосил бўлиши туфайли пухталанади. Қотишма термик ишлангандан кейин хам пухталигининг, хам пластиклигининг ортишига сабаб шуки, юқорида айтиб ўтилган бирикмалар қуйма термик ишланишидан олдин доналар чегарасида бўлади, термик ишлаш процессйда алюминийда эрийди. Баъзи холларда қотишма тоблангандан кейин эскиртирилмаса хам унинг механик хоссалари яхшиланишига сабаб ана шу. қотишма эскиртирилганда унинг пухталиги янада ортади, аммо пластиклик хоссаси, кўпинча, пасаяди. Бу айтилганларнинг хаммаси алюминийнинг мураккаб қотишмаларига оиддир. Фақат алюминий била кремнийдан иборат бинар қотишмалар тоблаш ва сўнгра эскиртириш, натижасида оз пухталанади. Агар алюминий билан кремнийнинг 730— 740°С ли суюқ қотишмаларига қолипга қуйишдан 10— 12 мин. Олдин 62,5% NaCl, 25% NaF ва 12,5% КС1 аралашмасидан озроқ қўшилса, буқотишмалар нинг пухталиги ва пластиклиги анча яхшиланади. Алюминий билан кремний қотишма сининг механик хоссаларини яхшилаш иучун қўшиладиган бундай моддалар комплекси модификатор деб, модификатор қўшиш процесси эса модификациялаш деб аталади.
Масалан, таркибида 12—13% Si бўлган одатдаги силуминнинг модификацияланмаган қуйма Си структура жихатидан олганда эвтектикадан кейинги қотишмадир, яъни бундай силуминнинг микроструктураси йирик эвтектика (Al + Si) билан бирламчи кремний ажралмаларидан иборатдир (286-расм, а). Агар бу силуминни қуйишдан олдин унга озроқ миқдорда модификатор қўшилса, унинг структураси жуда ўзгариб

286- расм Силуминнинг микроскопик тузилиши:

а — модификацияланмагап силумин (йирик. эвтектика + бирламчи крем,
ний ажралмалари); б — модификацияланган силумин (майда донали эвтектика бирламчи алюминий, қотишмалари) кетади. Қотишма эвтектикагача бўлган қотишмага айланади, унинг структураси майда донали эвтектика билан бирламчи алюминий ажралмаларидан иборат бўлади (286-расм, б).
Алюминий — кремний қотишмасига суюқ қотишма оғирлигининг 1 процента қадар модификатор қўшилса, кремнийнинг ажралиб чиқиш ва эвтектиканинг кристалланиш температураси пасаяди (287-расм).

287- расм. Al—Si қотишмаларнинг кристалланишига модифи-

каторникг таъсирини кўрсатувчи схема.

Юқорида айтиб утилганидек, бунда эвтектиканинг кристалланиш температураси пасайиб, кристалланиш махсулоти майда донали бўлиб қолади.

Котишма структурасининг майда донали бўлиши ва мўрт бирламчи кремний ажралиб чиқмаслиги натижасида қотишманинг механик хоссалари яхшиланади. Мисалаи, таркибида 13% Si бўлган модификацияланмаган силуминнинг мустахкамлик чегараси _ь = 140 Мн/м² (14 кГ/мм²), нисбий узайиши = 3% бўлади, силумин модификациялангандан кейин унинг мустахкамлик чегараси _ь =180 Мн/м² (18 кГ/мм²) ва нисбий узайиши =8 % бўлиб қолади. Кўрамизки, таркибида 10— 13%Sl бўлган алюминий — кремний бинар қотишма сининг қўйилиш хоссалари юқори бўлгани билан механик хоссалари унча эмас. Бинобарин, бундай қотишмалар механик хоссалари юқори бўлиши талаб этилмайдиган мураккаб шаклли деталлар қуйиш учун ишлатилади. Механик хоссалари юқори бўлиши талаб этиладиган деталлар қуйиш учун таркибида 4—10% Si бўлган ва озроқ миқдор мис, магний хамда марганец қўшилган махсус силуминлар ишлатилади.
Алюминийнинг қуйиш учун ишлатиладиган қотишмаларидан асосий маркаларининг химиявий таркиби 77-жадвалда, механик хоссалари эса 78- жадвалда келтирилган.
АЛ2 маркали қотишма нормал силумин бўлиб, АЛ4 ва АЛ9 маркали қотишмалар таркибидаги кремний миқдор и камроқ, аммо озроқ миқдорда магний ва марганец қўшилган силуминлардир. АЛ4 ва АЛ9 маркали силуминлар таркибидаги Mg ва Мп элементлари қотишманинг механик хоссаларини яхшилайди. АЛЗ, АЛ5 ва АЛ6 маркали қотишмалар кам кремнийли, аммо мис, магний ва марганец билан қўшимча легирланган силуминлар бўлиб, бу қотишмаларнинг қуйилиш хоссалари нормал силуминникига қараганда пастроқ , лекин механик хоссалари юқоироқдир (78- жадвалга қаранг).

77 - ж а д в а л